Tiếng Việt
English
Pусский
Français
Español
Portugues
Deutsch
lingua italiana
العربية
Melayu
Filipino
Монгол хэл
dansk
Bahasa indonesia
日本語
한국어
Türk dili
svenska
Nederlands
Norsk språkLàm thế nào để tính toán độ phóng đại của kính hiển vi?
| Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem một vật nhỏ có thể được nhìn thấy dưới kính hiển vi như thế nào? Có thể phóng đại vật mà bạn nhìn thấy bằng bao nhiêu? |
|
Đơn vị độ dài
Trước tiên, hãy nhớ một số đơn vị đo độ dài được sử dụng phổ biến nhất:
1km = 1000m, mét 1m = 1000mm, milimét 1mm = 1000um, micromet 1um = 1000nm, nam kế 1nm = 1000pm, picometer |
| Kích thước đối tượng chung Sau đó, chúng ta hãy xem xét một số vật thể nhỏ bé phổ biến, kích thước trung bình của chúng thường như thế này: |
| Tế bào Tế bào người thường có đường kính 20-30um, tế bào hồng cầu có đường kính 6-9um, và các tế bào dẹt có độ dày 1,5-2,5 micron. Tế bào bạch cầu có hình cầu, đường kính 7-20um. Tiểu cầu là những đĩa có đường kính 1 - 4um và dày khoảng 1um, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi quang học 400x. |
| Vi khuẩn Hầu hết vi khuẩn có đường kính từ 0,5 đến 5 μm và có thể được nhìn thấy bằng kính hiển vi quang học ở độ phóng đại 1000x |
| Vi-rút Đường kính của virus chủ yếu từ 10-300nm, rất khó quan sát bằng kính hiển vi ánh sáng thông thường, và một phần hình dạng có thể được quan sát bằng kính hiển vi trường tối. Cần có kính hiển vi điện tử để quan sát. |
| Atom Đường kính nguyên tử nhỏ hơn 0,1nm, chỉ có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi điện tử |
| Các giải pháp chung Tại sao mắt người, kính hiển vi quang học, kính hiển vi điện tử có thể quan sát được các vật có kích thước khác nhau? Nó khác nhau tùy thuộc vào giới hạn của chúngNghị quyết: |
| Mắt người Độ phân giải của mắt người là 0,2mm = 200um, độ phân giải tối thiểu là 0,073mm = 73um |
| Kính hiển vi quang học Độ phân giải của Kính hiển vi quang học là 0,4 ~ 0,2um micromet = 400 ~ 200nm nanomet. Chúng được chia thành nhiều loại: • Độ phân giải kính hiển vi trường sáng 0,4um, • Kính hiển vi huỳnh quang Độ phân giải dải cực tím 0,2um • Kính hiển vi trường tối có thể nhìn thấy các vật thể cực kỳ nhỏ 0,02-0,004um. |
| Kính hiển vi điện tử Độ phân giải của kính hiển vi điện tử có thể đạt 0,0045um ~ 0,001um, ví dụ 4,5nm ~ 1nm. (ví dụ: A63.7062 4,5nm,A63.70811nm) |
| Độ phân giải là gì? Độ phân giải đề cập đến khả năng phân biệt khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm đối tượng liền kề, được gọi là khoảng cách phân giải. Nói chung, khoảng cách độ phân giải càng nhỏ thì độ phân giải càng cao. Quy định chung: Khả năng phân biệt rõ ràng của kính hiển vi hoặc mắt người trong khoảng nhỏ nhất của cấu trúc mịn của vật thể được kiểm tra ở khoảng cách 25cm được gọi là độ phân giải. Vấn đề về giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học đã được nhà vật lý người Đức Abbe giải quyết vào năm 1873. Thị kính và vật kính được sử dụng trong kính hiển vi quang học thực chất là thấu kính lồi. Đĩa thoáng khí được tạo ra khi ánh sáng đi qua thấu kính lồi. Một điểm mà chúng ta nhìn thấy qua kính hiển vi thực sự là một điểm sáng. Nếu hai điểm cần quan sát cách xa nhau, chúng ta vẫn có thể phân biệt được. Nhưng nếu hai điểm này rất, rất gần, gần đến mức hai đĩa Airy mà chúng tạo ra chồng lên nhau, thì chúng ta không thể phân biệt được liệu chúng có phải là hai điểm hay không và chúng ta chỉ có thể thấy mờ của một nhóm. Vì vậy, kích thước của đĩa Airy thực sự xác định giới hạn độ phân giải của kính hiển vi. Công thức cho độ phân giải của kính hiển vi quang học như sau: δ = 0,61λ / (nSinα) δ độ phân giải λ ： độ dài sóng n ： chiết suất α ： góc khẩu độ Sau khi chuyển đổi đơn giản, công thức này xấp xỉ bằng 1/2 λ, có nghĩa là một nửa bước sóng thực sự là giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học. Các thế hệ sau đã định nghĩa nó là "giới hạn Tu viện". Bước sóng ngắn nhất trong ánh sáng nhìn thấy - ánh sáng tím, là khoảng 400 nm, vì vậy giới hạn Abbe là khoảng 200 nm. Có nghĩa là, nếu khoảng cách giữa hai điểm nhỏ hơn 200 nanomet thì không thể phân biệt được hai điểm bằng kính hiển vi quang học, đó là giới hạn độ phân giải của kính hiển vi quang học. |
| Tính toán độ phóng đại Công thức tính độ phóng đại của kính hiển vi rất đơn giản: Tổng độ phóng đại = Độ phóng đại quang học x Độ phóng đại kỹ thuật số |
| Độ phóng đại quang học Độ phóng đại quang học đề cập đến sản phẩm của sự phóng đại của tất cả các yếu tố quang học liên quan đến hình ảnh quang học trong đường quang học của kính hiển vi. Nói chung, nó bao gồm thị kính, vật kính, ngàm C, thân thu phóng trung gian, vật kính bổ sung, thị kính bổ sung, v.v. Được tính như sau: Độ phóng đại quang học = Thị kính x Vật kính x Ngàm C x Ống kính phương tiện Ví dụ, kính hiển viA33.5121, thị kính 10x, vật kính 4x, 10x, 40x, 100x, Ngàm C ba mắt 0,3x, 1. Độ phóng đại quang họcquan sát qua thị kính hai mắt, 10x (4x ~ 100x) = 40x ~ 1000x. 2. Độ phóng đại quang học quan sát được qua ống ba mắt, 0,3x (4x ~ 100x) = 1,2x ~ 30x. |
| Phóng đại kỹ thuật số Độ phóng đại kỹ thuật số đề cập đến độ phóng đại thu được sau khi hình ảnh được chụp bởi chip hình ảnh của cảm biến máy ảnh kỹ thuật số được đưa ra màn hình LCD. Công thức tính như sau: Độ phóng đại kỹ thuật số = Kích thước đường chéo LCD / Kích thước đường chéo của cảm biến máy ảnh kỹ thuật số Ví dụ, kính hiển vi kỹ thuật sốA33.5121, kích thước đường chéo của máy ảnh kỹ thuật số 1 / 2,75 "chip CMOS là16mmx 1 / 2,75 "= 5,81mm, kích thước đường chéo của màn hình LCD 7" là 25,4mm x 7 "= 177,8mm, Vậy độ phóng đại kỹ thuật số là 177,8mm / 5,81mm = 30,6x. Sau đó, chúng tôi có thể tính toán tổng độ phóng đại củaA33.5121như: Quang học (1,2x ~ 30x) x Kỹ thuật số 30,6x = Tổng 36,72x ~ 918x |
| Chú ý: Cách tính chiều dài đường chéo của chip CMOS hơi đặc biệt, vì thông số kỹ thuật phổ biến trong ngành camera là kích thước CCD 1 inch = chiều dài 12,8mm × chiều rộng 9,6mm = diện tích tương ứng của đường chéo là 16mm, vì vậy khi chip SENSOR tính toán kích thước, không theo đơn vị chuyển đổi chiều dài đơn giản 1 inch = 25,4mm, mà tính theo1 inch = 16mm. Bạn có thể tham khảo bảng sau để tìm nhanh độ dài các đường chéo tương ứng với các kích thước chip khác nhau. |
| Đường kính trường xem Ngoài ra, để hình ảnh thu được của máy ảnh kỹ thuật số gần nhất có thể với trường quan sát bằng thị kính của kính hiển vi, cần chọn ngàm C có độ phóng đại khác nhau tùy theo kích thước của cảm biến máy ảnh kỹ thuật số. Bảng trên cũng liệt kê các máy ảnh kỹ thuật số với các kích thước chip khác nhau, cần được cấu hình với C-Mount có độ phóng đại khác nhau. Đường kính trường nhìn = Trường nhìn / độ phóng đại của thị kính Trong kính hiển vi quang học, nếu thị kính được cấu hình là WF10x / 22mm, tức là số lượng trường nhìn là 22mm và đường kính trường quan sát thực tế khi sử dụng vật kính 40x là 22mm / 40x = 0,55mm Trong kính hiển vi kỹ thuật số, nếu C-Mount thích hợp được chọn và có thể nhìn thấy toàn bộ trường quan sát của cảm biến CCD, thì phương pháp tính toán sẽ tương tự. Ví dụ, kích thước của chip CCD là 8mm, với Ngàm C 0,5x, vật kính 100x, trường nhìn thực tế là 8mm / 0,5x / 100x = 0,16mm Ví dụ về tính toán độ phóng đại |
| M13.5850 Thị kính PL10x / 25mm, Vật kính BD DIC Semi-APO 5x10x20x50x100x, C-Mount 0,5x, Máy ảnh kỹ thuật số 20M, 1 "CMOS ， Nếu được trang bị màn hình LCD 24" Tổng độ phóng đại quan sát bằng thị kính = 10 x (5x ~ 100x) = 50x ~ 1000x Tổng độ phóng đại kỹ thuật số ba mắt = 0,5x (5x ~ 100x) x (24 "x25,4mm / 1" x16mm) = 95,25x ~ 1905x A36.5102 Thị kính WF10x, Vật kính 0,7x ~ 4,5x, Ngàm C 0,35x, Máy ảnh kỹ thuật số 2.0M, Tổng độ phóng đại quan sát bằng thị kính = 10 x (0,7x ~ 4,5x) = 7x ~ 45x Tổng độ phóng đại kỹ thuật số ba mắt = 0,35x (0,7x ~ 4,5x) x (7 "x25,4mm / 1/3" x16mm) = 8,17x ~ 52,5x A36.3601 Không có thị kính, Ống kính zoom 0,7x ~ 4,5x, Ống kính zoom 0,45x tích hợp, Máy ảnh kỹ thuật số 5.0M 1/3 "CMOS, 11,6" LCD Tổng độ phóng đại của màn hình LCD = 0,45x (0,7x ~ 4,5x) x (11,6 "x25,4mm / 1/3" x16mm) = 17,2x ~ 110,5x |
Huang Xin